[发明专利]一种风力发电机叶片叶尖小翼及安装方法

说明书

本发明公开一种风力发电机叶片叶尖小翼及其安装方法。所述叶尖小翼由叶尖延伸段、内腔粘接壳体、端面尾翼、销钉组成。其中，所述端面尾翼与叶尖延伸段垂直，呈T字型；所述内腔粘接壳体位于叶尖延伸段内部，其内表面与叶尖外表面形状一致；所述叶尖延伸段、内腔粘接壳体预留通孔，通过所述销轴与叶片叶尖接闪器进行定位连接。叶尖小翼可以有效阻隔叶尖处气流由下表面扰流到上表面，消除叶尖处的涡流，使气流平稳的流经叶尖区域，减小叶尖损失，增加发电效率。

技术领域

本发明涉及风电领域，尤其涉及一种风力发电机叶片叶尖小翼及其安装方法。

背景技术

风力发电机可以将风能转化为机械能，然后将机械能转化为电能并进行远距离传输，其中叶片是进行风能转化的最主要部件，其气动性能直接影响发电效率，叶片的外形一般为翼型，风流经翼型时产生升力，进而推动风轮旋转，产生机械能。

叶片各个截面为翼型，当气流从翼型的表面流过时，由于翼型上下外形的差异，导致下表面压强大、上表面压强小，因此提供了向上的升力。但由于上下表面的压力不一致，导致空气流经叶片表面时会发生偏斜，尤其是在叶尖位置，下表面气流会绕过叶尖流向上表面，产生很大的涡流。因此在进行叶片设计时，需考虑叶尖损失，严重影响风机的发电效率。

目前已经安装的风机绝大部分没有进行叶尖气动性能优化，需要一种提升现役风力发电机叶片气动效率的叶尖小翼。。

发明内容

为了解决现役风力发电机叶片叶尖损失带来的发电量损失，本发明提供一种风力发电机叶片叶尖小翼以及叶尖小翼的安装方法。叶尖小翼作为附加部件可以便捷的安装在现有风力发电机叶片上或新制造叶片上，达到减少叶片叶尖损失的目的。

本发明提供的一种叶尖小翼由叶尖延伸段、内腔粘接壳体、端面尾翼、销钉组成，其中，所述端面尾翼与叶尖延伸段垂直，呈T字型；所述内腔粘接壳体位于叶尖延伸段内部，其内表面与叶尖外表面形状一致；所述叶尖延伸段、内腔粘接壳体预留通孔，通过所述销轴与叶片叶尖接闪器进行定位连接。

叶尖延伸段的长度根据风力发电机组以及叶片的强度进行设计，包括压力面壳体和吸力面壳体，其外形与叶片外形平滑过渡。

端面尾翼的主要作用是阻隔叶尖处气流由下表面绕流到上表面，消除叶尖处的涡流，使气流平稳的流经叶尖区域，减小叶尖损失。同时，将端面尾翼的截面形状设计成翼型，使叶尖处的平稳气流产生额外的升力。其中位于叶尖延伸段压力面一侧端面尾翼的翼型相对厚度为10%~12%，位于叶尖延伸段吸力面一侧端面尾翼的翼型相对厚度为6%~8%。端面尾翼两侧设计成不同相对厚度的翼型，使端面尾翼提供升力的同时，尽量减小阻力，提升叶片气动效率。

叶片尖部离心力非常大，为了实现叶尖小翼与叶片连接以及接闪功能的可靠性，设计铝合金材质销钉， 一方面销钉贯穿叶片叶尖接闪器和叶尖延伸段，实现机械连接的作用；另一方面，将叶片叶尖接闪器的功能外延，铝合金销钉外露在叶尖延伸段表面，保障接闪功能。同时，端面尾翼设置有可拆卸的平板接闪器，通过导线与叶尖接闪器连接，完善叶尖小翼的接闪功能。

内腔粘接壳体的主要作用是定位和粘接叶尖小翼，为了保证粘接过程中结构胶的粘接厚度，在内腔粘接壳体内表面设置有等间距凸起，而凹陷位置作为结构胶填充部分。

本发明中叶尖小翼的安装方法包括以下步骤：

（1）将所述叶尖小翼套进叶尖，检查所述内腔粘接壳体与叶尖表面外形是否一致；

（2）通过所述叶尖延伸段、内腔粘接壳体预留通孔，在叶尖接闪器上钻孔；

（3）在叶尖接闪器上使用螺栓连接铜导线；

（4）打磨叶片尖部粘接区域，涂抹结构胶；

（5）将所述叶尖小翼套进叶尖，铜导线穿过所述叶尖延伸段，与端面尾翼的平板接闪器连接；